I - V 특성

전방 바이어스 및 리버스 바이어스의 적용된 전압으로 인한 다이오드를 통해 흐르는 전류와 전압 사이의 관계는 그래프로 표시됩니다.  따라서 그래프를 통해 전압 및 다이오드 전류를 표시하는 것을 다이오드의 VI 특성이라고합니다. 

Pn 접합 다이오드는 p와 n- 타입 반도체를 두 반도체 사이의 차단력과 결합하여 만들어집니다. 순방향 전류 값은 둘 사이에 직접적인 관계를 갖는 순방향 전압의 양에 따라 다릅니다. 이 관계를 PN 접합의 I-V 특성이라고합니다.

바이어싱 조건

p-n 정션 다이오드에는 두 개의 활성 영역이 있습니다.

p-type

n-type

전압 적용은 P-N 접합 다이오드에 대한 세 가지 바이어스 조건 중 하나를 결정합니다.

• 전진 바이어스 :p-n 접합은 p- 타입이 배터리의 양극 단자에 연결되고 N- 타입이 음의 단자에 연결될 때 전진 바이어스라고합니다.

• 리버스 바이어스 :p-n 접합은 p- 타입이 배터리의 음극 단자에 연결되고 n- 타입이 양의 측면에 부착 될 때 반전 바이어스됩니다.

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• Zero Bias :p-n 정션 다이오드는 외부 전압에 노출되지 않습니다.

P-N 접합 다이오드의 V-I 특성

회로를 통한 전압과 전류 사이의 곡선은 p-n 접합 다이오드의 V-I 특성을 정의합니다. x 축은 전압을 나타내고 Y 축은 전류를 나타냅니다. P-N 접합 다이오드의 V-I 특성이 그래프에 표시되어 있다고 가정합니다. 우리는 다이오드가 세 개의 다른 구역에서 작동한다는 것을 알 수 있습니다.

1. 제로 바이어스

제로 바이어스 조건에서 외부 전압이 p-n 접합으로 전달되지 않습니다.

결과적으로 접합의 잠재적 장벽은 전류 흐름을 방지합니다.

결과적으로 v =0 일 때 회로 전류는 0입니다.

2. 전방 바이어스

p-n 접합 전방 바이어스의 p 형은 외부 전압의 양의 단자에 연결되고, n- 타입은 음의 단자에 연결됩니다.

결과적으로 잠재적 장벽이 최소화됩니다.

p-n 접합 다이오드의 전방 V-I 특성은 처음에 전류가 매우 느리게 자라는 것을 보여줍니다. P-N 접합으로 전달되는 외부 전압 이이 영역의 잠재적 장벽을 극복하는 데 사용되기 때문에 곡선은 비선형입니다.

외부 전압이 가능한 배리어 전압을 능가하고 P-N 접합 기능이 일반 도체와 같은 기능을 수행하면 전위 장벽이 제거됩니다. 결과적으로 곡선 AB는 외부 전압이 상승함에 따라 크게 상승하며 거의 선형입니다.

3. 역 바이어스

p-n 접합의 p- 타입은 외부 전압의 음의 단자에 연결되는 반면 N- 타입은 양의 단자에 연결됩니다.

결과적으로 교차로의 잠재적 장벽이 향상됩니다.

접합 저항은 매우 높은 수준으로 올라가고 회로를 통한 전류 흐름은 거의 없습니다.

그러나 실제로 마이크로 앰퍼 순서의 매우 겸손한 전류는 회로를 가로 질러 이동합니다. 접합부의 소수 캐리어로 인해이를 역 포화 전류라고합니다.

제너 고장

역 바이어스 전압이 PN 단자에 가해지면 고갈 영역이 증가하기 시작합니다. 결과적으로 더 많은 전자와 구멍이 생성됩니다.

이 전자와 구멍은 다이오드의 접합부를 가로 질러 매우 강력한 전기장을 생성합니다. 전기장의 크기는 적용된 역전 전압의 크기에 따라 다릅니다.

전기장은 원자가 대역에 존재하는 전자 힘을 가해집니다. 이것은 전도 밴드에 들어가고 전도 과정이 시작됩니다.

이 현상은 Zener Brokenddown입니다.

눈사태 고장

자유 전자는 다이오드의 고갈 영역을 가로 질러 이동합니다. 그들은 속도를 가지고 있으며 전자는 운동 에너지를 얻습니다. 속도의 존재로 인해 소수 캐리어는 다이오드 내부에서 무작위로 이동합니다. 공유 결합에 의해 원자에 고정 된 고정 전자와 충돌합니다.

공유 결합은 바운드 전자에 의해 깨지고 전도 과정이 시작됩니다. 전자는 운동 에너지를 고정 전자로 전달하여 움직입니다. 역 바이어스 전압의 크기가 증가함에 따라 에너지가 상승합니다. 결과 충돌은 전류를 생성하여 다이오드의 분해를 유발합니다.

이 분석을 눈사태 고장이라고합니다.

PN Junction

배터리 전압이 전방 바이어스 접합부에 적용되면이 접합부를 통해 일정한 전류가 흐릅니다.

PN Junction

Pn 접합이 배터리에서 N- 타입 영역이 배터리의 양의 전력과 결합되고 p- 타입 영역이 배터리의 음수 전력에 연결되어 있다는 점에서 PN 접합이 함께 배터리에있을 때 Pn 접합은 역 바이어스 상태에 있다고합니다. 이상적으로는 정션을 통한 전류가 없습니다.

결론

다이오드의 두 개의 별도이지만 똑같이 효과적인 장치로 작동하는 용량은 매우 다양한 구성 요소입니다. 다양한 종류의 다이오드 바이어싱 효과는 회로 설계에서 다이오드가 수행 할 기능에 대한 완전한 선택을 제공합니다. Forward and Reverse Bias를 사용하면 회로 디자이너가 다이오드 작동을 완전히 제어 할 수 있습니다.

전방 및 반전 바이어스에서 1 v 특성에 대한 자료 노트를 연구하면 사실을 얻을 수 있습니다. PN Junction Diode는 전방 바이어스 동안 한 방향으로 만 전류를 수행합니다.  전방 바이어스 동안, 다이오드는 전압이 증가하여 전류를 전도시킨다. 리버스 바이어스 동안, 다이오드는 전압이 증가하여 전도되지 않습니다.